周视光电仪器光电复合滑环技术研究

摘要

随着光电子技术的不断发展，方位为n×360度的军民两用周视光电仪器技术的应用日趋普遍。周视光电仪器技术必须实现两个相对转动机构间信号及电流的传递，而且要求在相对转动期间，仍然保持良好的电接触以实现各种控制信号、数据信号的有效传递；传统方法是采用机械导电滑环，即汇流环或集电环。然而这种机械导电滑环在信号通道多路时会引入两个问题：1）摩擦力矩增大；2）环与环之间的信号通道数目增加，相互间电磁干扰大；前者由于周视光电仪器要求摩擦力矩足够小，现有技术及工艺条件下难度越来越大；后者由于经常发生滑环磨损造成接触不良，甚至产生跳环现象，导致周视光电仪器信号短路，仪器无法正常工作。 本课题结合xxx型号项目研制一种新型的光电复合滑环．光纤旋转连接器，又称”光纤滑环”解决周视光电仪器应用中存在的上述问题。光纤滑环主要采用单模光纤做滑环光纤，通过高数值孔径、大口径自聚焦透镜作为耦合的核心部件，以平行光实现旋转与非旋转部件间隙的光对接，实现旋转状态下的高效耦合。此外采用时分复用技术实现信号的多路传输，利用光波的高度并行性，在一根光纤中同时正向和反向传输以多种不同波长为载波的信息。 根据对“光电复合滑环”的测试和使用情况表明，光纤滑环可以大大减小周视光电平台的体积，可以提高传输信号的可靠性，并可以进一步减小插入损耗和旋转损耗。由于光纤滑环在旋转时不产生电火花和高频信号，该项技术还可在矿井和化工等易燃、易爆场合使用。综上所述光电复合滑环作为一种新的多传感器光电信号传输与耦合技术，在军民品方面具有相当可观的应用前景，是各种精密转台、离心机和惯导设备的关键器件，可广泛应用于安防、工厂自动化、电力、金融、仪表、化工、冶金、医疗、航空、军事、船舶、运输、建筑等机电设备上，因此研制光电复合滑环具有广阔的市场应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2光电复合汇流环技术研究背景

1.3光电复合汇流环的国内外发展现状

1.3.1国外发展现状

1.3.2国内发展现状

1.4选题的目的和意义

1.5论文研究内容和组织结构

2光纤滑环的技术分析

2.1引言

2.2光纤概述

2.3单模光纤特性

2.4单模光纤的双折射及其偏振色散

2.5光纤滑环设计

2.5.1光发送机

2.5.2光接收机

2.5.3自聚焦透镜

2.6数字传输及光电转换电路

2.6.1波分复用／解复用与光滤波器

2.7本章小结

3光纤滑环的传输分析

3.1引言

3.2用CPU进行传输验证

3.3光纤滑环主要技术指标

3.4本章小结

4光电复合滑环的结构分析

4.1引言

4.2传统的导电滑环

4.3光电复合滑环设计

4.3.1光纤滑环设计

4.3.2光电复合滑环设计

4.3.3光电复合滑环数据传输系统

4.4复合滑环与传统滑环实验对比

4.5本章小结

5.总结与展望

5.1论文工作与创新点

5.2未来研究与展望

附录A导电滑环结构图

参考文献

致谢